BÀI 27: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP DÃY THỨ NHẤT

(15 CÂU)

1. NHẬN BIẾT (4 CÂU)

Câu 1: Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất gồm các nguyên tố nào?

Trả lời:

Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất gồm các nguyên tố từ Sc (Z = 21) đến Cu (Z = 29).

Câu 2: Viết cấu hình electron chung của các nguyên tử các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất.

Trả lời:

Các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có cấu hình electron chung là [Ar]3d^1-104s^1-2.

Câu 3: Nêu tính chất vật lý của các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất.

Trả lời:

Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất khó nóng chảy, thường có độ cứng cao, dẫn điện tốt, dẫn nhiệt tốt, khối lượng riêng lớn.

Câu 4: Nêu xu hướng trong tính chất hoá học của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất.

Trả lời:

Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có xu hướng thể hiện nhiều trạng thái oxi hoá và tạo ra các hợp chất có màu sắc phong phú.

2. THÔNG HIỂU (2 CÂU)

Câu 1: Giải thích vì sao nhiều kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất thường có số oxi hoá +2 trong các hợp chất.

Trả lời:

Vì cấu hình electron lớp ngoài cùng của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất đa số là 4s² do xu hướng xếp đầy electron ở phân lớp 4s và tăng dần số electron ở phân lớp 3d.

Do đó, kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất thường nhường 2 electron lớp ngoài cùng (ở phân lớp 4s) để có số oxi hoá +2 trong các hợp chất.

Câu 2: Có nên sử dụng các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất làm dây chảy trong các cầu chì không? Giải thích.

Trả lời:

Không nên sử dụng các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất làm dây chảy trong các cầu chì. Vì các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có nhiệt độ nóng chảy cao nên không thể kịp thời ngắt mạch khi chập cháy điện, gây hiện tượng nổ thiết bị.

Câu 3: Vì sao số oxi hoá lớn nhất của nguyên tố manganese là +7 ?

Trả lời:

Số oxi hóa lớn nhất của nguyên tố manganese là +7 do cấu hình electron của Mn là [Ar]3d⁵4s², khi mất hết 7 electron hóa trị sẽ đạt số oxi hóa +7.

Câu 4: Vì sao sắt là nguyên tố chuyển tiếp?

Trả lời:

Sắt là nguyên tố chuyển tiếp do nó có phân lớp d chưa điền đầy electron.

Câu 5: Vì sao có thể phân biệt các dung dịch CuSO₄, CoSO₄, FeSO₄, NiSO₄ và CrSO₄ thông qua quan sát?

Trả lời:

Các dung dịch CuSO₄, CoSO₄, FeSO₄, NiSO₄ và CrSO₄ có thể phân biệt thông qua quan sát vì mỗi dung dịch có màu sắc đặc trưng.

Câu 6: Vì sao cation Fe²⁺ có cả tính oxi hoá và tính khử?

Trả lời:

Cation Fe²⁺ có cả tính oxi hóa và tính khử vì nó có thể mất thêm electron để trở thành Fe³⁺ hoặc nhận electron để trở thành Fe.

3. VẬN DỤNG (3 CÂU)

Câu 1: Hãy xác định hàm lượng Sn có trong hợp kim Cu-Sn. Biết rằng trong hợp kim này, ứng với 1 mol Sn thì có 5 mol Cu.

Trả lời:

%Sn = 119 : (110 + 5 x 64) x 100 = 27,1%

Câu 2: Tính khối lượng bột nhôm cần dùng trong phòng thí nghiệm để có thể điều chế được 78 gam Cr bằng phương pháp nhiệt nhôm.

Trả lời:

2Al + Cr₂O₃ → 2Cr + Al₂O₃

n_Al = n_Cr = 78 : 52 = 1,5 mol ⇒ m_Al = 1,5.27 = 40,5 gam

Câu 3: Một hợp chất Ni – Cr có chứa 80% Ni và 20% Cr theo khối lượng. Hãy cho biết trong hợp chất này có bao nhiêu mol niken ứng với 1 mol Cr.

Trả lời:

1 mol Cr có m_Cr = 52 gam

Mà m_Ni = 4 m_Cr = 208 gam ⇒ Số mol Ni = 208 : 59 = 3,525 mol

4. VẬN DỤNG CAO (2 CÂU)

Câu 1: Dung dịch A là FeSO₄ có lẫn tạp chất Fe₂(SO₄)₃. Để xác định nồng độ mol của mỗi chất trong dung dịch A, người ta tiến hành những thí nghiệm sau:

- Thí nghiệm 1: Thêm dần dần dung dịch NaOH vào 20ml dung dịch A cho đến dư, đun nóng. Lọc lấy kết tủa, nung ở nhiệt độ cao đến khi khối lượng không đổi, được chất rắn duy nhất có khối lượng 1,2 gam.

- Thí nghiệm 2: Thêm vài giọt dung dịch H₂SO₄ vào 20 ml dung dịch A, rồi nhỏ dần dần từng giọt dung dịch KMnO₄ vào dung dịch trên lắc nhẹ. Khi đun dung dịch có màu hồng thì ngừng thí nghiệm, người ta đã dùng hết 10 ml dung dịch KMnO₄ 0,2 M.

a. Giải thích quá trình thí nghiệm và viết các phương trình hóa học.

b. Tính nồng độ mol của mỗi chất có trong dung dịch A ban đầu.

c. Bằng phương pháp hóa học nào có thể loại bỏ được tạp chất trong dung dịch A ban đầu. Viết phương trình hóa học của phản ứng đã dùng.

Trả lời:

a. Thí nghiệm 1:

FeSO₄ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + Na₂SO₄ (1)

Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 2Fe(OH)₃ + 3NaCl (2)

4Fe(OH)₂ + O₂ 2Fe₂O₃ + 4H₂O (3)

2Fe(OH)₃ Fe₂O₃ + 3H₂O (4)

Thí nghiệm 2:

10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ → 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O (5)

n_FeSO4 = 5n_KMnO4 = 5.0,01.0,2 = 0,01 mol

Theo các phương trình hóa học (1,3) ⇒ n_Fe2O₃ (3) = . n_FeSO4 = 0,005

⇒ n_Fe2(SO4)3 ban đầu = n_Fe2O3 – n_Fe2O3 (3) = – 0,005 = 0,0025 mol

b. C_{M FeSO4} = = 0,5 M

C_{M Fe2(SO4)3} = = 0,125 M

c. Ngâm một đinh sắt vào A sẽ loại được Fe₂(SO₄)₃

Fe + Fe₂(SO₄)₃ → 3FeSO₄

Câu 2: Nung một lượng sulfur kim loại hóa trị II trong O₂ dư thì thoát ra 5,60 lít khí (đktc). Chất rắn còn lại được nung nóng với bột than dư tạo ra 41,4 gam kim loại. Nếu cho khí thoát ra đi chậm qua đồng nung nóng thì thề tích giảm đi 20%.

a. Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra.

b. Xác định tên sulfur kim loại đã dùng.

Trả lời:

a) Các phương trình phản ứng

2MS + 3O₂ → 2MO + 2SO₂

Chất rắn là MO

MO + C → M + CO

Khí gồm SO₂ và O₂ dư 2Cu + O₂ → 2CuO

Khi đi qua Cu nung nóng giảm mất 20% là thể tích khí của oxi

n_khí = 5,6:22,4 = 0,25 mol ⇒ n_SO2 = 0,25.80:100 = 0,2 mol

n_M = mol

Theo PT: n_M = n_SO2 = 0,2 mol

⇒ M_M = 41,4:0,2 = 207. Sulfur kim loại đã dùng là PbS.